本文研究?jī)?nèi)容是2003年原蘭州理工大學(xué)學(xué)特色研究方向及學(xué)術(shù)梯隊(duì)資助計(jì)劃項(xiàng)目的一部分。蝸殼式離心油泵是一種在石油化工流程中廣泛的離心油泵。蝸殼是離心油泵的一種重要部件。由于液體存在粘性，所以蝸殼內(nèi)存在能量（水力）損失。另外，蝸殼內(nèi)部流動(dòng)還影響葉輪周圍的壓力分布，影響葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。為了使離心油泵具有較好的水力性能和較高的可靠性，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)離心泵蝸殼的內(nèi)部流動(dòng)和水力性能都進(jìn)行過深入的研究。但是有關(guān)粘油在蝸殼內(nèi)的三維紊流和層流流動(dòng)目前還沒有人研究過。本文試圖采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）的方法研究離心油泵蝸殼內(nèi)部三維復(fù)雜流動(dòng)和水力性能，旨在認(rèn)清粘性流體在離心油泵內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律，為離心油泵蝸殼水力性能分析和水力設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。本文利用FLUENT6.1.2 CFD軟件和幾何建模及網(wǎng)格劃分的GAMBIT2.0處理軟件，在不同的流體粘度下，分別計(jì)算了90°方形斷面彎管、兩種不同擴(kuò)散角的彎曲圓斷面擴(kuò)散管以及一種離心油泵蝸殼內(nèi)部三維紊流和層流流動(dòng)，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。研究了網(wǎng)格數(shù)和紊流模型對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。給出了不同粘度下蝸殼內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)、壓力恢復(fù)系數(shù)和水力損失系數(shù)的變化規(guī)律。研究了工況、粘度、蝸殼... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究問題的提出
        1.1.1 離心泵蝸殼內(nèi)部流動(dòng)研究現(xiàn)狀
            1.1.1.1 國外研究現(xiàn)狀
            1.1.1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.1.2 離心油泵蝸殼研究中存在的問題
    1.2 研究?jī)?nèi)容
    1.3 研究方法
        1.3.1 CFD概述
        1.3.2 CFD在離心泵內(nèi)部流動(dòng)研究中的應(yīng)用
            1.3.2.1 離心泵整體流場(chǎng)的模擬
            1.3.2.2 離心泵葉輪內(nèi)部的三維紊流
            1.3.2.3 汽蝕特性數(shù)值計(jì)算
            1.3.2.4 轉(zhuǎn)子—定子相互作用數(shù)值計(jì)算
            1.3.2.5 小流量研究工況揚(yáng)程系數(shù)曲線出現(xiàn)正斜率和滯環(huán)現(xiàn)象的機(jī)理
    1.4 研究的意義
    1.5小結(jié)
第二章 蝸殼流動(dòng)的基本方程及計(jì)算方法
    2.1 概述
    2.2 流動(dòng)的基本方程
        2.2.1 紊流時(shí)均化
        2.2.2 時(shí)均N-S方程
        2.2.3 紊流模型
            2.2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型
            2.2.3.2 RNGk-ε模型
            2.2.3.3 其它紊流模型
        2.2.4 邊界條件
            2.2.4.1 入口和出口邊界條件
            2.2.4.2 固體壁面條件-壁面函數(shù)
    2.3 FLUENT數(shù)值計(jì)算方法
        2.3.1 網(wǎng)格的生成
        2.3.2 基本方程的離散方法
        2.3.3 基本算法
        2.3.4 收斂性檢查
            2.3.4.1 殘差的計(jì)算
            2.3.4.2 收斂的殘差限
    2.4 小結(jié)
第三章 90°方形斷面彎管的內(nèi)部流動(dòng)
    3.1 概述
    3.2 計(jì)算模型的建立
        3.2.1 幾何模型及流動(dòng)物理參數(shù)
        3.2.2 網(wǎng)格的劃分
        3.2.3 流動(dòng)模型的設(shè)置
            3.2.3.1 計(jì)算方法
            3.2.3.2 紊流模型
            3.2.3.3 邊界條件
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 網(wǎng)格對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響
        3.3.2 紊流模型對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響
        3.3.3 與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比
        3.3.4 流動(dòng)參數(shù)分布
            3.3.4.1 主流流動(dòng)參數(shù)分布
            3.3.4.2 與理想流體速度剖面對(duì)比
            3.3.4.3 二次流分布
        3.3.5 水力損失計(jì)算值與經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)比
        3.3.6 進(jìn)口直管管長(zhǎng)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響
        3.3.7 阻力系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化
    3.4 小結(jié)
第四章 彎曲擴(kuò)散管的內(nèi)部流動(dòng)
    4.1 概述
    4.2 計(jì)算模型的建立
        4.2.1 幾何模型及流動(dòng)物理參數(shù)
        4.2.2 網(wǎng)格的劃分
        4.2.3 流動(dòng)模型的設(shè)置
            4.2.3.1 計(jì)算方法
            4.2.3.2 紊流模型
            4.2.3.3 邊界條件
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 網(wǎng)格對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響
        4.3.2 紊流模型對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響
        4.3.3 與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比
            4.3.3.1 流動(dòng)參數(shù)分布的對(duì)比
            4.3.3.2 靜壓恢復(fù)系數(shù)和總壓損失系數(shù)的對(duì)比
        4.3.4 雷諾數(shù)對(duì)靜壓恢復(fù)系數(shù)和總壓損失系數(shù)的影響
        4.3.5 雷諾數(shù)對(duì)主流速度和二次流的影響
    4.4 小結(jié)
第五章 蝸殼內(nèi)部流動(dòng)
    5.1 概述
    5.2 計(jì)算模型的建立
        5.2.1 幾何模型及流動(dòng)物理參數(shù)
        5.2.2 網(wǎng)格的劃分
        5.2.3 流動(dòng)模型的設(shè)置
            5.2.3.1 計(jì)算方法
            5.2.3.2 紊流模型
            5.2.3.3 邊界條件
    5.3 網(wǎng)格數(shù)及紊流模型對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響
        5.3.1 網(wǎng)格數(shù)的影響
        5.3.2 紊流模型的影響
    5.4 結(jié)果與分析
        5.4.1 內(nèi)部流動(dòng)特性
            5.4.1.1 工況的影響
            5.4.1.2 粘度對(duì)流動(dòng)的影響
            5.4.1.3 粗糙度對(duì)流動(dòng)的影響
        5.4.2 水力損失特性
            5.4.2.1 工況對(duì)損失的影響
            5.4.2.2 粘度對(duì)損失的影響
            5.4.2.3 粗糙度對(duì)損失的影響
        5.4.4 擴(kuò)散管與蝸殼螺旋部分的水力損失的比較
    5.5 葉輪不對(duì)中的影響
        5.5.1 對(duì)流動(dòng)的影響
        5.5.2 對(duì)水力損失的影響
    5.6 小結(jié)
第六章 結(jié)論
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 存在的問題
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號(hào)：3488212